A maioria das pessoas sabe que o ferro é atraído por ímãs, enquanto outros metais, como ouro e prata, não são. No entanto, poucas pessoas conseguem explicar exatamente porque o ferro tem essa relação mágica com o magnetismo. Para chegar à resposta, você precisa descer ao nível atômico e examinar a natureza magnética dos elétrons de um átomo.

Elétrons e magnetismo

A ciência por trás do magnetismo, como a eletricidade, se reduz aos elétrons, as partículas carregadas negativamente em torno do núcleo de um átomo. Todos os elétrons têm propriedades magnéticas, assim como possuem propriedades elétricas. Quando um elétron exibe magnetismo e, conseqüentemente, sua capacidade de interagir com um campo magnético externo, diz-se que ele tem um momento magnético.

O momento magnético de um elétron é baseado em seu spin e sua órbita, que são os dois principais. da mecânica quântica. Sem entrar em equações quânticas, basta dizer que o momento magnético de um elétron é devido ao seu movimento.

O que faz um material magnético?

Enquanto os átomos individuais em qualquer substância podem ter momentos magnéticos Isso não significa que a substância em si é magnética. Para a substância ser magnética, você precisa de um número suficiente de átomos trabalhando juntos. Isso requer duas coisas.

A primeira coisa que precisa acontecer é que deve haver algum desacordo entre os átomos. Em muitas substâncias, todos os elétrons se alinham em pares ordenados, cada um deles anulando as propriedades magnéticas do outro. Se você imaginar 1.000 locomotivas, metade delas tentando ir para o norte e a outra metade indo para o sul, nenhuma delas vai se mover. Então, para uma substância ser magnética, seus elétrons não podem ser emparelhados.

No entanto, isso em si não é suficiente para a substância ser magnética. Só porque os elétrons de um material não se alinham em pares não significa necessariamente que a substância é magnética. O manganês, por exemplo, um mineral importante encontrado em nozes e cereais e essencial para ossos saudáveis, não é magnético, mesmo que seus elétrons não se alinhem em pares. Se você tivesse 1001 motores de trem, 500 voltados para o sul e 501 voltados para o norte, esse motor extra não faria muita diferença.

A segunda coisa que você precisa é de um número suficiente de elétrons para alinhar-se paralelamente um para o outro - como muitas locomotivas voltadas na mesma direção - então sua capacidade de interagir com um campo magnético externo é substancial o suficiente para mover todo o objeto.

Qualquer material que tenha essas duas condições é chamado de ferromagnético. . O ferro é o elemento ferromagnético mais comum. Dois outros elementos ferromagnéticos são níquel e cobalto. No entanto, várias outras substâncias podem ser ferromagnéticas quando são aquecidas ou combinadas com outros materiais.